DE1111823B - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von ionenaustauschenden synthetischen stickstoffhaltigen Harzen in Kugelform - Google Patents

Description

ESTERNAT.KL. C 08 g

DEUTSCHES

PATENTAMT

Sch 23821 rVb/39c

ANMELDETAG: 1. A P R I L 1958

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER
AUSLEGESCHRIFT: 27. JULI 1961

Die Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Herstellung von Ionenaustauschern in Kugelform und gestattet, ionenaustauschende synthetische stickstoffhaltige Harze, auch die schnell kondensierenden Anionenaustauscher auf Aminbasis, in kontinuierlicher Arbeitsweise ohne Herstellung einer Vorstufe oder Anwendung eines Temperaturgradienten unter Einsparung von Material, Zeit und Energie in beliebiger Kugelgröße und -menge herzustellen, wobei besondere Geräte nicht erforderlich sind, sondern die betrieblich vorhandenen Reaktionsgefäße Verwendung finden können unter Anbringung eines besonderen Aufsatzes, der im Betrieb selbst angefertigt werden kann. Das Verfahren ermöglicht die Herstellung der Kugelform in einem Arbeitsprozeß, wobei im Gegensatz zur Herstellung in stückiger Form kein Brechen oder Mahlen erforderlich ist und dadurch praktisch kein staubförmiger Abfall entsteht. Die Kugelform hat obendrein den Vorteil der einheitlichen Form, der größeren Stabilität und Abriebfestigkeit. Sie setzt der strömenden Flüssigkeit im Filterbett wesentlich weniger Widerstand entgegen. Enthält die durchströmende Flüssigkeit Fest- und Trübstoffe, so setzen sich diese in viel geringerem Maße auf dem Austauscher ab und können beim Rückspülen und/oder durch geeignete Aufwirbelung leicht entfernt werden.

Es sind bereits Verfahren zur Herstellung von Ionenaustauschern in Kugelform bekannt. Ein derartiges Verfahren sieht z. B. vor, daß von einer partiell kondensierten Vorstufe ausgegangen wird, die in einer Zeitreaktion unter Energieaufwand und azeotroper Destillation des Reaktionswassers unter Rühren zum Harz ausgehärtet wird. Ein anderes Verfahren sieht vor, speziell bei synthetischen Harzen auf Aminbasis, eine Vorstufe bei 0° C zu halten, die dann später in ein Suspensionsmittel in der Hitze eintropft. Ein weiteres Verfahren benutzt bestimmte Düsen, um eine einheitliche Kugelgröße zu erhalten. Hierbei müssen die Tropfen durch langsames Durchfallen durch eine hohe Schicht des Suspensionsmittels, welches eine bestimmte Dichte und einen Temperaturgradienten aufweisen muß, zum kugelförmigen Gel aushärten.

Diese Verfahren erfordern alle eine diskontinuierliehe Arbeitsweise und relativ viel Aufwand an Zeit, Arbeitsmaterial, Energie und Betriebsmittel. Ferner ist eine Vorstufe speziell bei den Aminharzen bei 0° C nicht unbegrenzt haltbar. Das Suspensionsmittel muß je nach Harztype auf die jeweilige Dichte eingestellt werden. Auf Grund dieser Nachteile wurde der größte Teil der Ionenaustauscher bisher, besonders Verfahren und Vorrichtung

zur kontinuierlichen Herstellung

von ionenaustauschenden synthetischen

stickstoffhaltigen Harzen in Kugelform

Anmelder:

Dipl.-Chem. Gerhard Schwarz,
Dresden A 45, Sachsenwerkstr. 64,

und Dr. Kurt Naumann,
Dresden A 21, Marienberger Str. 83

DipL-Chem. Gerhard Schwarz
und Dr. Kurt Naumann, Dresden,
sind als Erfinder genannt worden

auf Kondensationsbasis, in stückiger Form hergestellt. Bei der Zerkleinerung auf die für den Austausch notwendige Korngröße entsteht ein wirtschaftlich nicht tragbarer Abfall.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile, indem sie vorschlägt, das Verfahren wie folgt zu gestalten:

Aus einem oder mehreren, vorzugsweise zwei Behältern, in denen sich die für die Bildung des synthetischen stickstoffhaltigen Harzes notwendigen Ausgangsstoffe in flüssiger oder gelöster Form befinden, fließt oder fließen diese harzbildenden Stoffe über übliche Meß- und Regelgeräte dem Misch- und Transportmittel, vorzugsweise Schneckenrührer, in den für die Harzbildung notwendigen Mengenverhältnissen zu. Nach intensiver Durchmischung fließt, hervorgerufen durch die eigene Schwerkraft oder durch zusätzlichen Druck, die Mischung in einem Strahl in das Suspensionsmittel ein. Das Suspensionsmittel wird durch ein Rührwerk in Drehung versetzt, dadurch wird der einfließende Strahl in Tropfen aufgeteilt. Das Suspensionsmittel ist im allgemeinen eine Flüssigkeit, die sich mit den harzbildenden Stoffen und dem entstandenen Harz nicht mischen, nicht chemisch reagieren und keine Komponenten lösen darf. Es befindet sich auf der für die Kondensation und/oder Polymerisation zu Kugeln notwendigen Temperatur. Die Wirkungsweise des Rührers wird wesentlich begünstigt durch das Vorhandensein einer Blende. Diese ermöglicht eine hohe Umlaufgeschwin-

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digkeit des Suspensionsmittels innerhalb der Blende und wesentlich geringere außerhalb und unterhalb der Blende bei geringerem Energieaufwand und für die Bildung von Kugeln günstigen Rührverhältnissen.

Infolge der wesentlich geringeren Umlaufgeschwindigkeit des Suspensionsmittels außerhalb und unterhalb der Blende können sich die Kugeln gut absetzen und sind demzufolge kontinuierlich austragbar.

Die Vorratsbehälter für die Ausgangsstoffe, die Meß- und Regelgeräte, die Zuleitung als auch das Misch- und Transportmittel sind für wenige, besonders gelagerte Fälle heiz- und/oder kühlbar. Bei entsprechend geführter Austragung der Harzkugeln kann das Suspensionsmittel im Kreislauf geführt werden.

Die Erfindung wird an Hand der Abbildung erläutert. Hierin bedeutet 1 den oder die Vorratsbehälter, 2 die Zuleitung oder Zuleitungen, 3 das oder die Meß- und Regelgeräte, 4 das Misch- und Transportmittel, 5 Antrieb für das Misch- und Transportmittel, 6 Rührwerk, 7 Antrieb für das Rührwerk, 8 Blende und 9 normales Reaktionsgefäß mit Suspensionsmittel und Innen- oder Außenheizung.

An Hand eines Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert:

30,9 Gewichtsteile m-Phenylendiamin werden in 22,5 Volumteilen 32%iger Salzsäure und 20 Volumteilen Wasser im Vorratsgefäß 1 unter Rühren gelöst und auf Zimmertemperatur abgekühlt. In dem anderen Vorratsgefäß 1 befinden sich 62 Gewichtsteile 30%iger Formaldehydlösung. Mit einer ihren Volumenverhältnissen entsprechenden Geschwindigkeit fließen die beiden Lösungen über die Meß- und Regelgeräte 3 der Misch- und Transporteinrichtung 4 zu, wo eine intensive kurzfristige Durchmischung stattfindet. Von da fließt die Mischung in das auf etwa 70° C erwärmte Suspensionsmittel, z. B. Turbinenöl, o-Dichlorbenzol oder einen ähnlichen Stoff, ein. Der Rührer 6 wird auf eine solche Drehzahl gebracht, die der gewünschten Kugelgröße entspricht. Die Kugeln setzen sich in dem unteren Teil des Reaktionsgefäßes 9 ab und werden kontinuierlich oder diskontinuierlich ausgetragen, vom Suspensionsmittel befreit und wie üblich aufgearbeitet.

haltigen Harzen in Kugelform, dadurch gekenn zeichnet, daß die für die Harzbildung notwendigen Ausgangsstoffe in flüssiger oder gelöster Form ohne Herstellung von Vorkondensaten getrennt kontinuierlich einem Misch- und Transportmittel zugeführt werden, wo sie unmittelbar vor der Harzbildung kurzfristig intensiv durchmischt werden und sofort in. einem Strahl in ein Suspensionsmittel einfließen, welches sich auf der für die Kondensation und/oder Polymerisation erforderlichen Temperatur befindet, wobei sich im Dispersionsmittel unter Einwirkung eines Rührwerkes und einer Blende flüssige Harzkugeln ausbilden, die im Suspensionsmittel gehärtet und durch Austragsvorrichtungen kontinuierlich ausgetragen werden.

2. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von ionenaustauschenden synthetischen stickstoffhaltigen Harzen in Kugelform nach Anspruch 1 in Form eines Aufsatzes für Reaktionsgefäße, bestehend aus einem Rührwerk (6) zur Dispergierung der Mischung der Harzkomponenten im Dispersionsmittel und zum Rühren des Dispersionsmittels, dessen Welle unterhalb der Oberfläche des Suspensionsmittels einen Korb- oder Flügelrührer mit schräggestellten Flügeln und am unteren Ende ein oder mehrere weitere Flügelpaare trägt, deren Neigung der Neigung der oberen Flügelpaare entgegengesetzt ist, einer zylindrischen Blende (8), die den oberen Korboder Flügelrührer konzentrisch mit geringem Spielraum ganz oder teilweise umgibt und deren oberer Rand sich über der Oberfläche des Dispersionsmittels befindet und einem Rührgefäß mit Bodenauslauf und Rührer (4), vorzugsweise Schneckenrührer, in dem die flüssigen oder gelösten Harzkomponenten intensiv durchmischt und dann dem Rührwerk (6) zur Dispergierung im Dispersionsmittel zugeführt werden, wobei der Bodenauslauf innerhalb der Blende ober- oder unterhalb der Oberfläche des Suspensionsmittels endet.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von ionenaustauschenden synthetischen stickstoff-

45 In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 885 161;
USA.-Patentschrift Nr. 2 521288.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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